聲速測量》實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告

1、聲速測量實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)原理1 理論計(jì)算理想氣體中聲波的傳播速度為其中，為比熱容比，是氣體的摩爾質(zhì)量，是絕對溫度，8.31441J/(mol·K)在室溫t下，干燥空氣中的聲速為其中，。但實(shí)際中空氣并不是干燥的，所以修正的結(jié)果為其中，r為相對濕度，ps為飽和蒸汽壓，。2 實(shí)驗(yàn)方法由于，故只要測出頻率和波長，就可以求出聲速。其中，聲波頻率由聲源振動頻率得到，再用相位法測得波長即可。波可以看成是相位的傳播。沿傳播方向上的任意兩點(diǎn)，只要他們的振動狀態(tài)相同，即同相或者相位差為的整數(shù)倍，這時(shí)兩點(diǎn)間的距離應(yīng)等于波長的整數(shù)倍，即。當(dāng)在發(fā)射器的聲波中沿傳播方向移動接受器時(shí)，總可以找到一個(gè)位置，使

2、得接受器接受到的電信號和發(fā)射器的激勵(lì)電信號同相。繼續(xù)移動接受器，知道接受的信號再一次和激勵(lì)電信號同相的時(shí)候，移過的距離必然等于聲波的波長。利用利薩如圖形在兩個(gè)電信號同相或反相時(shí)橢圓退化為友斜或左斜直線即可判斷。二、 實(shí)驗(yàn)步驟1 連接電路。函數(shù)信號發(fā)生器的輸出與超聲波發(fā)射器的輸入端及示波器的通道1相連；超聲波接受器的輸出端和示波器的通道2相連。函數(shù)信號發(fā)生器置于正弦波輸出，頻率置于100kHz檔，輸出幅度調(diào)到峰值10V左右。2 用示波器觀察加在聲波發(fā)射器上的電信號和超聲波接受器輸出的電信號。先將函數(shù)信號發(fā)生器的頻率調(diào)節(jié)到40kHz左右，然后細(xì)調(diào)頻率，使接受器輸出信號最大，記下此頻率，即超聲波頻率。實(shí)驗(yàn)過程中若有改變，記下最大最小值，最后取平均值。3 用相位法測波長。利用利薩如圖找出同相點(diǎn)，每遇到一個(gè)同相點(diǎn)就測一次接受器的位置x，連續(xù)測20個(gè)，并用逐差法處理。得到波長的平均值。計(jì)算聲速。4 在測量開始和結(jié)束時(shí)，先后記錄室溫t1和t2，以及相對濕度r1和r2，并查出平均室溫對應(yīng)的飽和蒸汽壓。若溫度不是整數(shù)值，則按線性內(nèi)插法求出準(zhǔn)確的飽和蒸汽壓值。計(jì)算理論值，和實(shí)驗(yàn)值比較。三、 數(shù)據(jù)處理超聲波的頻率f= kHz序號xi/序號xi/xi+10-xi